全國通用高考生物一輪總復(fù)習(xí)專題28基因工程名師課件

1、目 錄 Contents 考情精解讀 A.知識全通關(guān) B.題型全突破 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考法1 考法2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考法3 考法4 考情精解讀 高考幫生物 專題二十八 基因工程 考情精解讀 1 考綱解讀 專題二十八 基因工程 命題規(guī)律 01 01 1.基因工程的誕生 2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù)) 3.基因工程的應(yīng)用 命題趨勢 4.蛋白質(zhì)工程 5.轉(zhuǎn)基因生物的安全性 6.生物武器對人類的威脅 知識體系構(gòu)建 高考幫生物 專題二十八 基因工程 考情精解讀 2 考綱解讀 考查內(nèi)容 2016全國 2015全國 2014全國 自主命題區(qū)域 2016江蘇,33,6分 命題規(guī)律 基因工程的基本工

2、具【25%】 全國,40,4分 全國,40,10分 2015江蘇,32,2分 2015上海,68 70,6分 2015天津,8,3分 2014上海,68 69,4分 2016上海,68 70,8分 命題趨勢 知識體系構(gòu)建 基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程 【35%】 2016江蘇,33,3分 全國,40,15分 全國,40,15分 2016天津,7,8分 2016上海,71,1分 2016天津,7,5分 2015北京,5, 6分 高考幫生物 專題二十八 基因工程 考情精解讀 3 考綱解讀 考查內(nèi)容 2016全國 2015全國 2014全國 自主命題區(qū)域 2016上海,6870,8分 2016江蘇,3

3、3,3分 2016天津,7,8分 命題規(guī)律 基因工程的基命題趨勢 本操作程序【85%】 全國,40,11分 全國,40,5分 全國,40,6分 2016海南,31,15分 2015江蘇,32,3分 2015上海,71,3分 2014江蘇,23,3分 知識體系構(gòu)建 2014天津,4,6分 高考幫生物 專題二十八 基因工程 考情精解讀 4 考綱解讀 1.熱點(diǎn)預(yù)測 本專題的重點(diǎn)是結(jié)合具體的應(yīng)用考查基因命題規(guī)律 工程的基本工具與操作程序,試題常將基因工程與動(dòng)物細(xì)胞工程、植物細(xì)胞工程、胚胎工程等知識聯(lián)系起來考查考生的綜合能力,多以非選擇題形式呈現(xiàn),一般占15分左右。 命題趨勢 2.趨勢分析 結(jié)合科技前沿

4、考查基因工程的基礎(chǔ)知識,預(yù)計(jì)對考生的分析問題、解決問題的能力的考查將會在未來越來越受重視 知識體系構(gòu)建 高考幫生物 專題二十八 基因工程 考情精解讀 5 考綱解讀 命題規(guī)律 命題趨勢 知識體系構(gòu)建 返回目錄 知識全通關(guān) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 1 考點(diǎn)1 基因工程的基本工具 一、限制性核酸內(nèi)切酶 (限制酶)“分子手術(shù)刀” 1.來源及化學(xué)本質(zhì):主要是從 原核生物中分離純化出來的,化學(xué)本質(zhì)是 蛋白質(zhì)。 2.功能:催化DNA 中特定的磷酸二酯鍵斷裂。 3.作用特點(diǎn):特異性,即限制酶可識別特定的脫氧核苷酸序列,切割特定的位點(diǎn)。 4.結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平末端。 (1)限制酶是一類

5、酶,而不是一種酶。 (2)限制酶的成分為蛋白質(zhì),其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件,高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。 二、DNA連接酶“分子縫合針” 1.種類:E.coli DNA連接酶和T4 DNA 連接酶。 2.作用:將雙鏈DNA片段縫合起來,恢復(fù)被 限制酶切開的兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 2 三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車” 1.類型 2.具備條件 (1)能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制 (2)有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn),以便于與外源基因連接 (3)具有標(biāo)記基因,用于重組DNA的檢測和鑒定 (4)對受體細(xì)胞無害。 3.特點(diǎn):

6、可以在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到染色體DNA上隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。 (1)所有的運(yùn)載體都具有容易侵入受體細(xì)胞的特點(diǎn),并且能夠復(fù)制。 (2)天然質(zhì)粒必須經(jīng)過人工改造后才能作為載體。 (3)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上參與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同。基因工程中的載體通常是質(zhì)粒,還有噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等,其本質(zhì)是DNA,能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi);細(xì)胞膜上的載體是蛋白質(zhì),與細(xì)胞膜的功能有關(guān)。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 3 考點(diǎn)2 基因工程的基本操作程序 一、目的基因的獲取 1.目的基因:主要指編碼蛋白質(zhì)的基因,也可以是具有調(diào)控作用的因子。 文庫類型 文庫大小 cD

7、NA文庫 小 基因組文庫 大 基因中啟動(dòng)子 基因中內(nèi)含子 基因多少 無 無 某種生物的部分基因 可以 有 有 某種生物的全部基因 部分基因可以 物種之間的基因交流 說明 基因文庫的組建過程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便,缺點(diǎn)是工作量大,具有一定的盲目性 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 4 2.獲取方法 (1)直接分離:從自然界中已有的物種中分離出來,如從基因文庫中獲取目的基因。 (2)人工合成目的基因:常用的方法有化學(xué)合成法、反轉(zhuǎn)錄法、PCR擴(kuò)增法。 化學(xué)合成法:蛋白質(zhì) 氨基酸序列 RNA堿基序列 DNA堿基序列 用4種脫氧核苷酸

8、人工合成目的基因。 反轉(zhuǎn)錄法:從供體細(xì)胞中分離出mRNA 單鏈DNA 合成目的基因。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 5 (3)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 原理:利用DNA復(fù)制的原理,在體外將基因的核苷酸序列不斷地加以復(fù)制,使其數(shù)量呈指數(shù)形式擴(kuò)增(約為2n,其中n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù))。 條件:模板DNA、引物、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶(Taq酶)。 過程:變性復(fù)性延伸,多次循環(huán)。 變性:加熱至90 95 ,DNA解開雙鏈。 復(fù)性:冷卻至55 60 ,引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA單鏈上。 延伸:加熱至70 75 ,溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。

9、繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 6 二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心 1.目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。 2.基因表達(dá)載體的組成 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 7 3.一般構(gòu)建過程 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 8 三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 1.轉(zhuǎn)化:目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)其遺傳特性的過程。 2.常用的轉(zhuǎn)化方法及其過程 受體細(xì)胞種類 植物細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞 微生物細(xì)胞 (大腸桿菌) 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、 常用方法 基因槍 法、

10、花粉管通道法 顯微注射技術(shù) Ca2+處理法 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 9 考點(diǎn)3 基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程 一、基因工程的應(yīng)用 1.植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。 2.動(dòng)物基因工程:提高動(dòng)物生長速度、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體。 3.基因治療:把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。 二、蛋白質(zhì)工程 1.概念:蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活的需

11、求。 2.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo):根據(jù)人們對蛋白質(zhì)的特定需求,對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。 3.蛋白質(zhì)工程的基本途徑:預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找出相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 10 一、轉(zhuǎn)基因生物的安全性 考點(diǎn)4 轉(zhuǎn)基因生物的安全性與生物武器 1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因 (1)目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制的了解相當(dāng)有限。 (2)目的基因往往是異種生物的基因。 (3)外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。 2.對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論:主要集中在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個(gè)

12、方面。 3.理性對待轉(zhuǎn)基因技術(shù) (1)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 減少農(nóng)藥使用,減少環(huán)境污染; 增加食物營養(yǎng),提高附加值; 增加食物種類,提升食物品質(zhì); 提高生產(chǎn)效率,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 缺點(diǎn) 可能產(chǎn)生新病毒或新過敏原; 可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草; 可能使疾病的傳播跨越物種障礙; 可能會損害生物多樣性; 可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的多樣性 解決糧食短缺問題; 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 知識全通關(guān) 11 (2)對待轉(zhuǎn)基因生物的態(tài)度:趨利避害,不能因噎廢食。 二、生物武器 1.種類:致病菌、病毒、生化毒劑及經(jīng)過基因重組的致病菌。 2.中國政府的態(tài)度:在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器,并

13、反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。 返回目錄 題型全突破 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 1 考法1 基因工程的概念和操作工具分析 考法綜述 高考對本考法的考查主要集中在限制酶的種類、切割的特點(diǎn),DNA連接酶的種類、特點(diǎn)和載體的種類、功能等方面。多以非選擇題的形式呈現(xiàn),常以圖解為載體,考查考生的理解能力、知識遷移能力及綜合分析能力。試題難度一般不大,識記并理解基礎(chǔ)知識是解題的關(guān)鍵。 考法指導(dǎo) 1.基因工程概念的分析 別名 操作對象 操作水平 原理 優(yōu)點(diǎn) 基因拼接技術(shù)或基因重組技術(shù) 基因 分子水平 基因重組 能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,能定向改造生物的性狀 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專

14、題二十八 基因工程 題型全突破 2 2.三組概念的辨析 (1)黏性末端和平末端DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式黏性末端和平末端(如圖所示)。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 3 (2)限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的總結(jié) 種類 項(xiàng)目 作用底物 DNA分子 作用結(jié)果 切開磷酸二酯鍵,形成黏性末端或平末端 限制酶 DNA連接酶 DNA分子片段 通過形成磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成新的DNA分子 DNA聚合酶 脫氧核苷酸 通過形成磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成新的DNA分子 DNA水解酶 解旋酶 RNA聚合酶 DNA分子 DNA分子 斷開磷酸二酯鍵,形成脫氧

15、核苷酸 斷開堿基對間的氫鍵,形成單鏈DNA分子 核糖核苷酸 通過形成磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成單鏈RNA分子 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 4 (3) E.coli DN A連接酶與T4 DNA 連接酶的比較 常用類型 Ecoli DNA連接酶 來源 功能 結(jié)果 大腸桿菌 連接黏性末端 T4 DNA連接酶 T4噬菌體 連接黏性末端或平末端 連接被限制酶切開的特定核苷酸序列中的磷酸二酯鍵,將DNA片段拼接成新的DNA分子 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 5 3.限制酶的選擇依據(jù) (1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類 應(yīng)選擇位于目的基因兩端

16、的限制酶,如圖甲中可選擇Pst。 不能選擇目的基因內(nèi)部的限制酶,如圖甲中不能選擇Sma。 (2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類 通常選擇與切割目的基因相同的限制酶,以確保出現(xiàn)相同的黏性末端,如圖乙中的Pst。 在只有一種標(biāo)記基因時(shí),選擇的限制酶不能破壞標(biāo)記基因,如圖乙中限制酶Sma 會破壞標(biāo)記基因。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 6 【考法示例1】 2012新課標(biāo)全國根據(jù)基因工程的有關(guān)知識,回答下列問題: (1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有 和 。 (2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR 切割后產(chǎn)生的片段如下: AATTCG GCTTAA 為使運(yùn)載體與

17、目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoR 切割外,還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是 。 (3)按其來源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類,即 DNA連接酶和 DNA連接酶。 (4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是 ,產(chǎn)物是 。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用 技術(shù)。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 7 (5)基因工程中除質(zhì)粒外, 和 也可作為運(yùn)載體。 (6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是 。 【解析】 (1)DNA 分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種黏性末端和平末端。(2)為了

18、保證目的基因與運(yùn)載體相連,用另一種限制酶切割后形成的黏性末端必須與EcoR切割形成的黏性末端相同。(3)DNA連接酶有Ecoli DNA 連接酶和T4 DNA 連接酶兩類,其中Ecoli DNA連接酶只對黏性末端起作用,而T4 DNA 連接酶均能起作用。(4)反轉(zhuǎn)錄的模板是mRNA ,產(chǎn)物是DNA。大量擴(kuò)增反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物常采用PCR 技術(shù)。(5)在基因工程中使用的運(yùn)載體除質(zhì)粒外,還有噬菌體、動(dòng)植物病毒等。(6)經(jīng)Ca2+ 處理后的大腸桿菌才能夠更有效地吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。 【答案】 (1)黏性末端 平末端 (2)切割產(chǎn)生的DNA片段的黏性末端與EcoR切割產(chǎn)生的黏性末端相同 (3)Ecol

19、i T4 (4)mRNA DNA PCR (5)噬菌體 動(dòng)植物病毒 (6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 8 考法2 基因工程的操作程序分析 考法綜述 基因工程的操作程序在高考中出現(xiàn)的頻率很高,大多以非選擇題的形式呈現(xiàn)。通常以示意圖或文字描述等為載體考查目的基因的獲取方法、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法和目的基因的檢測與鑒定等內(nèi)容,試題有一定難度,注重對考生獲取信息能力及理解能力的考查。 考法指導(dǎo) “四步法”把控基因工程基本操作程序題 1.三辨:分辨限制酶的種類、識別序列和切割位點(diǎn)。在切割目的基因和載體

20、時(shí),一般用同一種限制酶切割,也可用不同的限制酶切割。 2.三找:找出標(biāo)記基因、目的基因及其插入位點(diǎn)。一般來說,質(zhì)粒中至少有一個(gè)標(biāo)記基因,如抗生素抗性基因。明確目的基因的插入位點(diǎn)是在標(biāo)記基因內(nèi)部,還是在標(biāo)記基因之外。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 9 3.一析:分析目的基因插入質(zhì)粒后是否破壞了標(biāo)記基因。如果質(zhì)粒中有一個(gè)標(biāo)記基因,插入目的基因后不能破壞標(biāo)記基因;如果質(zhì)粒中有兩個(gè)標(biāo)記基因,則需看標(biāo)記基因中是否有插入位點(diǎn),如果某一標(biāo)記基因中有插入位點(diǎn),則目的基因插入質(zhì)粒后該標(biāo)記基因被破壞。 4.一定:確定判斷目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法。一般用含有某種抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)受體

21、菌,如果有兩種抗生素抗性基因,還需判斷用哪一種抗生素來檢測。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 10 【考法示例 2】 2,4-D作為除草劑在農(nóng)田中大量使用,研究認(rèn)為它是某種淋巴癌的致病因子。為降低2,4-D的危害,科研人員通過基因工程技術(shù)構(gòu)建了能高效降解2,4-D的基因工程菌。請回答: (1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常會使用 濃度2,4-D對麥田進(jìn)行除草,在殺死雜草的同時(shí)卻不會對小麥生長造成損害,原因是 。 (2)從被2,4-D污染的土壤中得到能降解2,4-D的細(xì)菌,從該細(xì)菌中提取RNA,構(gòu)建 文庫,進(jìn)一步獲得目的基因。 (3)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過程:目的基因DNA受熱變性后

22、解旋為單鏈,引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合,然后在 酶作用下進(jìn)行延伸,如此重復(fù)循環(huán)多次,使目的基因的量呈 形式擴(kuò)增。 (4)一個(gè)基因表達(dá)載體的組成中要有標(biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞水平的鑒定。 中 。欲知基因工程成功與否,需要進(jìn)行 水平的檢測,有時(shí)還需進(jìn)行 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 11 【解析】 (1)2,4-D是生長素類似物,利用不同植物對其敏感程度不同,可用其除去麥田雜草。(2)從工程菌中提取RNA構(gòu)建的基因文庫是部分基因文庫(cDNA文庫)。(3)PCR技術(shù)用熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)延伸,多次循環(huán)呈指數(shù)(2n)增長。(4)標(biāo)記基因的作用是鑒別受

23、體細(xì)胞中是否含有目的基因。欲知基因工程成功與否,需要進(jìn)行分子水平的檢測,有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。 【答案】 (1)高 不同植物對2,4-D的敏感程度不同 (2)cDNA(部分基因) (3)熱穩(wěn)定DNA聚合酶或Taq 指數(shù) (4)是否含有目的基因 分子 個(gè)體生物學(xué)(個(gè)體) 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 12 考法3 基因工程的應(yīng)用 考法綜述 基因工程的應(yīng)用在高考中出現(xiàn)的頻率較高,多以非選擇題的形式呈現(xiàn)。通常以實(shí)例的形式,以示意圖或流程圖為載體,考查動(dòng)、植物育種過程中目的基因的種類、作用、基因檢測以及基因工程的操作工具和操作過程等,對考生的綜合能力要求較高。 考

24、法指導(dǎo) 1.植物基因工程碩果累累 項(xiàng)目 類型 外源基因類型及舉例 抗蟲基因:Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑成果舉例 抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素抗蟲的水稻、棉花、玉米 基因 抗病毒基因:病毒外殼蛋白基因和病毒復(fù)抗病毒的煙草、小麥、番茄、甜抗病轉(zhuǎn)基因 制酶基因; 植物 抗真菌基因:幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成 椒 繼續(xù)學(xué)習(xí) 基因 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 13 項(xiàng)目 類型 外源基因類型及舉例 成果舉例 抗逆基因:滲透壓調(diào)節(jié)基因、抗凍抗鹽堿和抗干旱的煙草、抗寒番茄、抗逆轉(zhuǎn)基因植物 蛋白基因、抗除草劑基因 抗除草劑的大豆和玉米 優(yōu)良性狀基因:提高必需氨基酸含利用轉(zhuǎn)

25、基因改良量的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄高賴氨酸玉米、耐儲存番茄、新花色植物品質(zhì) 成熟的基因、與花青素代謝有關(guān)矮牽牛 的基因 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 14 2.動(dòng)物基因工程前景廣闊 類型 項(xiàng)目 外源基因類型及舉例 外源生長激素基因 成果舉例 轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚 提高動(dòng)物的生長速度 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物 改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 腸乳糖酶基因 藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子 乳汁中含乳糖較少的轉(zhuǎn)基因牛 乳腺生物反應(yīng)器 將器官供體基因組導(dǎo)入某種用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移 調(diào)節(jié)因子,以抑制抗原決定基植供體 因的表達(dá)或除去抗原決定基因 無免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因豬器官 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考

26、幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 15 3.生物反應(yīng)器與工程菌在實(shí)際應(yīng)用中的比較 項(xiàng)目 動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器 與人類基因結(jié)構(gòu)相同 大腸桿菌生產(chǎn)系 與人類基因結(jié)構(gòu)有差異 由于缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器,合成的蛋白質(zhì)可能不存在生物活性 從細(xì)胞中提取分離,相對復(fù)雜 基因結(jié)構(gòu) 基因產(chǎn)物 與天然蛋白質(zhì)完全相同 產(chǎn)物提取 存在于乳汁中,易于提取 成果 抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等 人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 16 4.基因診斷與基因治療的比較 項(xiàng)目 方法 制作相應(yīng)探針,利用DNA分子雜交 基因診斷 原理,快速、準(zhǔn)確檢測人類的某

27、種疾病 臨床應(yīng)用階段 備注 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉焙腕w內(nèi)基因治療 基因治療 陷的細(xì)胞中,可分為體外基因治療僅處于初期的臨床實(shí)驗(yàn)階段,仍有許多問題和困難制約該技術(shù)的發(fā)展 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 17 【考法示例3】 請回答與植物芳香油的提取相關(guān)的問題。 繼哺乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研究成功后,膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近,科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠,其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。 請回答: (1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞,常用方法是 。 (2)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí),通常要將外源基因轉(zhuǎn)入 中,原因是 。 (3)通常采用 技術(shù)檢

28、測外源基因是否插入到了小鼠的基因組中。 (4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí),應(yīng)使外源基因在小鼠的 細(xì)胞中特異性表達(dá)。 (5)為使外源基因在轉(zhuǎn)基因小鼠的后代中長期保持,可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞的轉(zhuǎn)入 細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞,使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個(gè)體,該技術(shù)稱為 。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 18 【解析】(1)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞采用的方法,因受體細(xì)胞種類的不同而不同。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞,采用最多也最有效的方法是顯微注射法。(2)動(dòng)物基因工程的受體細(xì)胞通常是受精卵,因?yàn)槭芫丫哂腥苄?可使目的基因在相應(yīng)組織中得以表達(dá)。(3)在目的基因的檢測和鑒定中,檢測目的基因

29、是否插入受體細(xì)胞的染色體DNA中,可用標(biāo)記的DNA分子作探針,進(jìn)行DNA分子雜交。(4)膀胱生物反應(yīng)器中,外源基因是在膀胱上皮細(xì)胞中特異性表達(dá)的。(5)動(dòng)物體細(xì)胞核移植(克隆)技術(shù)可以使供體細(xì)胞核的全能性得以表達(dá),受體細(xì)胞是去核的卵母細(xì)胞。 【答案】(1)顯微注射法 (2)受精卵 受精卵具有全能性,可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞中得以表達(dá) (3)DNA分子雜交 (4)膀胱上皮 (5)細(xì)胞核 去核的卵母 核移植(或克隆) 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 19 考法4 蛋白質(zhì)工程及其應(yīng)用 考法綜述 蛋白質(zhì)工程在高考中單獨(dú)出現(xiàn)的頻率不高,通常與基因工程結(jié)合在一起進(jìn)行考查,多以非選

30、擇題的形式呈現(xiàn)。試題難度一般不大,理解并掌握蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)知識是解題的關(guān)鍵。 考法指導(dǎo) 1.有關(guān)蛋白質(zhì)工程的解釋 (1)蛋白質(zhì)工程的目的基因只能用人工合成的方法獲得。 (2)蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改造蛋白質(zhì),是第二代基因工程。 (3)如圖表示蛋白質(zhì)工程的流程圖,其中難度最大的是由預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。 繼續(xù)學(xué)習(xí) 高考幫生物 專題二十八 基因工程 題型全突破 20 2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 項(xiàng)目 蛋白質(zhì)工程 預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白過程 質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找區(qū) 別 實(shí)質(zhì) 結(jié)果 聯(lián)系 到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因) 定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì) 生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì) 基因工程 獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定 定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品 生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程,是對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn) 繼